package com.mashibing.class11;

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

// 求二叉树最宽的层.
// 使用宽度优先遍历的机制的基础上, 再次加上一个某一层的结束的标志之后, 就可以统计出某一层有多少个节点.
public class Code05_TreeMaxWidth {
    public static class Node {
        public int value;
        public Node left;
        public Node right;

        public Node(int data) {
            this.value = data;
        }
    }

    // 使用Map
    public static int maxWidthUseMap(Node head) {
        if (head == null) {
            return 0;
        }
        Queue<Node> queue = new LinkedList<Node>();
        queue.add(head);
        // key 在 哪一层，value
        HashMap<Node, Integer> levelMap = new HashMap<Node, Integer>();
        levelMap.put(head, 1);
        int curLevel = 1; // 当前你正在统计哪一层的宽度
        int curLevelNodes = 0; // 当前层curLevel层，宽度目前是多少
        int max = 0; // 记录当前统计的时, 最大的宽度的个数。
        while (!queue.isEmpty()) {
            Node cur = queue.poll();
            int curNodeLevel = levelMap.get(cur);
            if (cur.left != null) {
                levelMap.put(cur.left, curNodeLevel + 1);
                queue.add(cur.left);
            }
            if (cur.right != null) {
                levelMap.put(cur.right, curNodeLevel + 1);
                queue.add(cur.right);
            }
            if (curNodeLevel == curLevel) {
                curLevelNodes++;
            } else {
                max = Math.max(max, curLevelNodes);
                curLevel++;
                curLevelNodes = 1;
            }
        }
        max = Math.max(max, curLevelNodes);
        return max;
    }

    // 不使用map
    public static int maxWidthNoMap(Node head) {
        if (head == null) {
            return 0;
        }
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(head);
        Node curEnd = head; // 当前层，最右节点是谁    (当前层最后一个节点)
        Node nextEnd = null; // 下一层，最右节点是谁   (下一层最后一个节点)
        int max = 0;
        int curLevelNodes = 0; // 当前层的节点数
        while (!queue.isEmpty()) {
            Node cur = queue.poll(); // 弹出一个节点.
            if (cur.left != null) { // 左孩子不为空 加入左孩子
                queue.add(cur.left);
                nextEnd = cur.left;
            }
            if (cur.right != null) { // 右孩子不为空, 加入右孩子.
                queue.add(cur.right);
                nextEnd = cur.right;
            }
            curLevelNodes++;// 当前层节点数 + 1
            if (cur == curEnd) { // 当前节点为当前层的末尾节点.
                max = Math.max(max, curLevelNodes); // 通过比较 找到 最大节点数的层数的最大节点数.
                curLevelNodes = 0;  // 层数统计节点数 清零.
                curEnd = nextEnd;   // 记录下一层的结尾位置.
            }
        }
        return max;
    }

    // for test
    public static Node generateRandomBST(int maxLevel, int maxValue) {
        return generate(1, maxLevel, maxValue);
    }

    // for test
    public static Node generate(int level, int maxLevel, int maxValue) {
        if (level > maxLevel || Math.random() < 0.5) {
            return null;
        }
        Node head = new Node((int) (Math.random() * maxValue));
        head.left = generate(level + 1, maxLevel, maxValue);
        head.right = generate(level + 1, maxLevel, maxValue);
        return head;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int maxLevel = 10;
        int maxValue = 100;
        int testTimes = 1000000;
        for (int i = 0; i < testTimes; i++) {
            Node head = generateRandomBST(maxLevel, maxValue);
            if (maxWidthUseMap(head) != maxWidthNoMap(head)) {
                System.out.println("Oops!");
            }
        }
        System.out.println("finish!");

    }
}
